Устройство для стабилизации скорости вращения двигателя постоянного тока

 

Изобретение относится к автоматическому регулированию и может быть использовано для стабилизации скорости вращения двигателей постоянного тока. Целью изобретения является повьтение КЦЦ, динамической точности и качества переходных процессов. Указанная цепь достигается тем, что устройство содержит в контуре регулирования, содержащем двигатель постоянного тока , датчик скорости, блок несовпадения , элементы И, реверсивный счетчик и цифровой широтно-импульсный модулятор , дополнительный частотный компаСЛ ратор, исключающий переполнение реверсивного счетчика и уменьшающий тем самым динамические ошибки регулирования . 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (111 (д11 4 G 05 D 13 62

КГС(. 1 и ((ЯКА Я

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

13.,"

",13

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР пО делАм изОБРетений и ОтнРытий (21) 3856608/24-24 (22) 18.02.85 (46) 15.11а86. Бюл. У 42 (71) Белорусский ордена Трудового

Красного Знамени государственный университет им. В.И. Ленина (72) Дора Димитрова Димитрова (ВС), Л.М. Матюхина, А.С. Михалев и С.Н. Сидорук (53) 62 ° 60(088.8) (56) Кулесский P.À. и др. Электроприводы постоянного тока с цифровым управлением. М.: Энергия, 1973, с. 18-19.

Богорад Г.З. и др. Цифровые регуляторы и измерители скорости. М.-JI.: Энергия, 1966, с. 97. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТАБИЛИЗАЦИИ

СКОРОСТИ ВРАЩЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА (57) Изобретение относится к автоматическому регулированию и может быть использоВано для стабилизации скорости вращения двигателей постоянного тока. Целью изобретения является повышение КПД, динамической точности и качества переходных процессов. Укаэанная цель достигается тем, что устройство содержит в контуре регулирования, содержащем двигатель постоянного тока, датчик скорости, блок несовпадения, элементы И, реверсивный счетчик и цифровой широтно-импульсный модуля- 3 тор, дополнительный частотный компаратор, исключающий переполнение реверсивного счетчика и уменьшающий тем самым динамические ошибки регулирования. 1 ил.

1270746

Изобретение относится к электротехнике и автоматике и может быть использовано для стабилизации скорос. ти вращения двигателей постоянного тока. 5

Целью изобретения является повышение динамической точности поддержания заданной скорости вращения двигателя, улучшение качества переходных процессов М .повышение КПД устрой- 10 ства.

На чертеже изображено предлагаемое устройство.

Устройство для стабилизации ско-. рости вращения двигателя постоянного . t> .тока содержит механически связанный с валом двигателя 1 постоянного тока датчик 2 скорости, выход которого соединен с первым входом блока 3 несов. падения, вторым входом частотного компаратора 4, первый вход последнего подключен к выходу задающего генератора 5 и входу делителя 6 частоты, выход которого соединен с вторым входои блока 3, выходы последнего подключены к первым входам элементов 7 и 8 И, выходы которых соединены с суммирующим и вычитающии входами реверсивного счетчика 9, а вторые входы — с выходами элементов 10 ИЛИ 30 и tt H-HE, входы последних подключены соответственно к старшим (n-р) и и выходным разрядаи счетчика 9, соединенныии с первыми входами элементов 12 И, вторые входы последних подключены к выходу компаратора 4, а выходы — к входаи широтно-импульсного иодулятора 13, выход которого соединен с якорной обмоткой двигателя 1. 40

Работу устройства рассмотрим на примере разгона двигателя 1 до заданной скорости вращения. Импульсы частоты с с выхода делителя 6 частоты поступают на суммирующий вход счетчика 9 через блок 3 и элемент 8 И, что вызывает увеличение кода на выходе счетчика 9 на aq„, и как следствие, кода . на входах модулятора 13 . ь, поскольку элементы 12 И работают как повторители. Это обусловлено единичным сигналом на выходе компаратора 4, вызванным превышением частотой q частоты Ч импульсов датчика 2. Увеличение pq, вызывает увеличение коэффциента заполнения импульсов модулятора 13, тока .t обмотки двигателя 1 и вращающегося момента на валу двигателя 1, что приводит к увеличению скорости вращения и двигателя 1„ В случае достижения кодом счетчика 9 юс „ максимального значения, равного 2 -1, на выл ходе элемента И-НЕ появляется уровень логического нуля, закрывающий элемент 8 И и блокирующий поступленив импульсов с делителя 6 на суммирующий вход счетчика 9, что предотвращает его переполнение, улучшая тем самым переходные процессы в системе. При превышении частоты на частотой о на выходе компаратора 4 появляется уровень логического нуля, что вызывает обнуление кода(4 и переводит двигатель 1 в режим динамического торможения, предотвращая тем самым перерегулирование, обусловленное избыточным кодом юф„ на выходе счетчика 9, накопленным за время разгона двигателя

1. С течением времени устройство переходит в установившийся автоколебательиый режим, характеризующийся изменением л „ на + 1 с частотой q и периодическим срабатыванием комраратора 4, обусловленным колебаниями скорости ы вращения двигателя

1 относительно заданной, вызываемыми флуктуациями нагрузочного момента.

Назначение элемента 10 ИЛИ заключается в предотвращении уменьшения кода ь „ . на выходе счетчика 9 ниже

2 -1 путем блокировки поступления

P импульсов датчика 2 на вычитающий вход счетчика 9 с помощью элемента

7 И. Тем самым предотвращается уменьшение ь „ ниже значений, соответствующих зоне нечувствительности двигателя 1 по входному напряжению

0 и, как следствие, перерегулирование при переходе на более низкую заданную скорость вращения двигателя

1. Значение коэффициента P компенсации зоны нечувствительности двигателя 1 может быть найдено как минимальное из всех целых Г, удовлетворяющих условию () n-(о, —, LI

"о где и — разрядность счетчика 9; — номинальное напряжение двигателя 1 и напряжение при минимально возможной скорости соответственно.

12707

Ь ма Д

25

30 мсюкс, (Ьс амин

1 „

Скорость вращения двигателя 1 ы связана с частотой 1 генератора 5, разрядностью m делителя частоты и количеством импульсов Z генерируемых датчиком 2 за один оборот, сост- з ношением зг

ld = —

2 " Е

Частота сигнала модулятора 13 может быть найдена исходя из цмнм допустимого значения коэффициента 1

1пульсаций вращающего момента 4 двигателя 1 и составляет где L К вЂ” индуктивность и активное сопротивление обмотки двигателя 1 соответственр4 — — допустимый коэффициент пульсаций вращающего момента двигателя 1.

Разрядность и модулятора 13 и счетчика 9 может быть найдена как максимальное, удовлетворяющее условию где 1 — максимальная частота счет- 5

ItlOX чика модулятора 13.

Разрядность ш делителя б частоты найдем как максимальное ш, удовлетворяющее условию где:, „ — максимальная частота счета счетчика делителя б частоты;

4 юак — максимальная скорость вращения двигателя подлежащая стабилизации.

Положительный эффект в устройстве 0 достигается введением компаратора 4 и и элементов 12 И, позволяющих неограниченно наращивать количество импульсов Е, генерируемых датчиком

2 на один оборот вала,. уменьшая тем самым пульсации скорости вращения

tu без потери устойчивости устройства. Наличие в устройстве элемен46 4 тов 11 и И-НЕ и 10 (и-р) ИЛИ способствует устранению переполнения счетчика 9 при изменении задающей частоты 1 и нагрузочного момента улучшая тем самым переходные процессы по сравнению с прототипом. Применение модулятора 13 позволяет использовать импульсное регулирование напряжения якорной обмотки двигателя 1 при относительно малых пульсациях тока и вращающего момента, обусловленных высокой частотой цм„н и сглаживанием пульсаций тока индуктивностью обмотки двигателя 1, что способствует повышению КПД устройства. формула изобретения

Устроиство для стабилизации ско рости вращения двигателя постоянного тока, содержащее датчик скорости, сочлененный с валом двигателя, блок несовпадения, задающий генератор и реверсивный счетчик íà и разрядов, причем датчик скорости подключен к первому входу блока несовпадения," о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения КПД, динамической точности и качества переходных процессов, оно дополнительно содержит делитель частоты, частотный компаратор, широтно-импульсный модулятор, элемент ИЛИ, элемент И-НЕ и п+2 элементов И, причем выход делителя частоты соединен с вторым входом блока несовпадения, а его вход соединен с выходом задающего генератора и первым входом частотного компаратора, второй вход которого подключен к выходу датчика скорости, а выход соединен с первыми входами первых п элементов И, вторые входы которых подключены к выходам соответствующих разрядов реверсивного счетчика, выходы и элементов И соединены с соответствующими входами широтно-импульсного модулятора, выход которого подключен к якорной обмотке двигателя постоянного тока, выходы всех и разрядов реверсивного счетчика подключены к соответствующим входам элемента И-НЕ, выход которого соединен с первым входом (n+1)-ro элемента И, подключенного своим вторым входом к первому выходу блока не совпадения, выходы (n-р) старших разрядов реверсивного счетчика соеU»

Р) И и к

l о ф у о

Составитель В. Шефтель

Техред В.Кадар Корректор 0 Луговая

Редактор М. Бандура

Заказ 6242/50 Тираж 836 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул, Проектная, 4, S динены с соответствующими входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом (n+2)-ro элемента И, подключенного своим вторым входом к второму выходу блока несовпадения, выходы (n+1)-ro и (n+2)-ro элемента И подключены соответственно к суммирующему и вычитающему входам реверсивного счетчика, причем значение P-коэффициента компенсации зоны нечувствительности дви1270746 Ь ,гателя находится как минимальное из всех целых р, удовлетворяющих условию где О„и 0„- номинальное напряжение и напряжение при минимально

10 возможной скорости вращения соответственно.